Transcript ившина и.б.
Комитет Государственной Думы по науке и наукоемким технологиям. Круглый стол. 09.06.2011 ПРЕДЛОЖЕНИЯ ПО РАЗВИТИЮ ГОСУДАРСТВЕННОЙ ПОДДЕРЖКИ СПЕЦИАЛИЗИРОВАННЫХ ЦЕНТРОВ МИКРОБНЫХ ГЕНЕТИЧЕСКИХ РЕСУРСОВ И.Б. Ившина Институт экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН Пермский государственный университет Россия, 614081 Пермь, ул. Голева, 13. Тел.: +7 (342) 280 81 14. Е-mail: [email protected] REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS Основные положения Специализированные центры микробных генетических ресурсов − ключевой элемент инфраструктуры российской биотехнологии и биоиндустрии Необходимые действия по обеспечению и развитию государственной поддержки специализированных центров микробных генетических ресурсов 2 МИКРОБНЫЕ ГЕНЕТИЧЕСКИЕ РЕСУРСЫ: международные инициативы Концепция Биологических Ресурсных Центров - BRCs Международная приоритетная программа DIVERSITAS Конвенция о биологическом разнообразии – CBD Глобальная информационная система по биоразнообразию GBIF 3 Международная программа доступа к микроорганизмам MOSAICC Organization for Economic Co-operation and Development (OECD): Biological Resource Centres Underpinning the future of Life Sciences and Biotechnology. OECD Science & Information Technology. 2001. V. 2001. N. 7. Р. 1-68. . Организация по Экономическому Сотрудничеству и Развитию (ОЭСР) 2001 г. Концепция «Биологические Ресурсные Центры» БРЦ – хранилища и провайдеры высококачественного биологического материала и ценной информации. В соответствии с требованиями времени принимают на себя функции предоставления услуг не только в сфере консервации и распределения биотехнологически ценных микробных культур, но и полезной научной информации по вопросам, отражающим текущую ситуацию в микробном разнообразии и перспективах его использования в различных областях биотехнологии. 4 World Directory of Collections of Cultures of Microorganisms WDCM STATISTICS DATE: June 2, 2011 • There are 592 culture collections in 68 countries registered with WDCM • 227 collections produce catalogues of holdings 3,051 people work in these culture collections • There are totally 1,751,439 microorganisms in the above culture collections: 760,874 of them are bacteria 506,408 of them are fungi 18,743 of them are virus 11,649 of them are cell line 5 WFCC#588, VKPM Всероссийская коллекция промышленных микроорганизмов, Москва 10000 штаммов бактерий 750 штаммов грибов 2300 штаммов дрожжей WFCC#337, RIA Коллекция культур ГНЦА Москва 1558 штаммов бактерий 394 штамма грибов WFCC#760, VIZR Государственная коллекция энтомопатогенных и фитопатогенных микроорганизмов Санкт-Петербург 765 штаммов бактерий 11 штаммов грибов WFCC#644, KMM Коллекция морских микроорганизмов Владивосток 4000 штаммов бактерий 1000 штаммов грибов Российские коллекции культур, зарегистрированные в WFCC WFCC#554, LTI Криобанк микроорганизмов деструкторов, С.-Петербург 250 штаммов бактерий 65 штаммов грибов 8 штаммов дрожжей WFCC#342, VKM Всероссийская коллекция микроорганизмов, Пущино 3662 штаммов бактерий 3355 штаммов грибов 2300 штаммов дрожжей WFCC#641, PGC Петергофская коллекция водорослей, С.-Петербург 700 штаммов водорослей WFCC#966, RCAM Всероссийская коллекция с/х микроорганизмов , Санкт-Петербург 3926 штаммов бактерий 671 штамм грибов, 184 штамма дрожжей WFCC#836, CCIBSO Коллекция светящихся микроорганизмов Красноярск 700 штаммов бактерий WFCC#936, ACCS Коллекция культур водорослей, Красноярск 90 штаммов бактерий WFCC#768, IEGM Региональная коллекция алканотрофных микроорганизмов, Пермь 2000 штаммов актинобактерий WFCC#974, EMTC Коллекция экстремофильных микроорганизмов и типовых культур, Новосибирск 747 штаммов бактерий 74 штамма вирусов Российские коллекции культур, зарегистрированные в WFCC WFCC#890, CIAM Коллекция микроорганизмов с/х назначения , С.-Петербург 3926 штаммов бактерий 671 штамм грибов 184 штамма дрожжей WFCC#461, CALU Коллекция водорослей, Санкт-Петербург 704 штамма водорослей 22 штамма грибов WFCC#602, BOROK Коллекция водорослей, Ярославская обл. 15 штаммов водорослей WFCC#596, IPPAS Коллекция штаммов и мутантов одноклеточных водорослей, Москва 300 штаммов водорослей 30 штаммов бактерий Коллекции микробных культур Сервисные – предназначены для сохранения эталонных/типовых культур известных видов микроорганизмов. Специализированные – предназначены для сохранения микроорганизмов конкретной таксономической группы и их ценных биотехнологических свойств. Исследовательские – предназначены для сохранения штаммов определенных видов для использования их преимущественно в узкоспециальных научно-поисковых проектах. 8 ГЕОГРАФИЯ И ИСТОЧНИКИ ВЫДЕЛЕНИЯ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КУЛЬТУР * Таймыр Минск Киев Москва * Пермь Ульяновск * Тюмень Курган Воздух * Снег Почва Вода Донные осадки Керн 9 Якутск Восточная Сибирь * Красноярск * Оз. Байкал REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS МЕТАБОЛИЗИРУЕМЫЕ ПОЛЛЮТАНТЫ Предельные углеводороды Газообразные: С3-С4. Летучие: С5-С10 Жидкие: С11-С16 Твердые: С17-С20 Ароматические амины Анилин, толуидины (о-, м-, р-) Алифатические спирты Одноатомные: этанол, пропанол-1, бутанол-1, пентанол-1, октанол-1, гексанол-1, изопропанол, изобутанол Природные горючие газы Смеси газообразных углеводородов Сырая нефть Нефти различного состава, нефтепродукты Эфиры фталевых Диметилфталат, дибутилфталат, кислот диметилтерефталат, диэтилгексилфталат Ароматические углеводороды и их производные Метилбензол, технический ксилол, нафталин Природные жиры и масла Смазочно-охлаждающие жидкости различного состава Ароматические кислоты м-Оксибензойная, р-оксибензойная, салициловая, терефталевая Сурфактанты Алкамон-Д, алкилсульфонат, алкилбензолсульфонат Дегидроабиетиновая, изопимаровая к-ты, β-ситостерол Антимикробные вещества Изопреноиды 10 Оксациллин, хлорамфеникол, эритромицин Микробиология 1995, 50, 709711; 1998, 53, 681-685. Нефтяное хозяйство, 1998, 11, 44-46. Журнал прикладной биохимиии и микробиологии, 1999, 70, 20762079. Химия в интересах устойчивого развития, 2000, 8, 693698. Mendeleev Commun., 2005, 11, 72-73. Экология, 2008, 1, 69-71. Soil & Sediment Contamination, 2009, 12, 85-99. Биотехнология 2010, 1, 49-56. REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS БИОРАЗНООБРАЗИЕ СОХРАНЯЕМЫХ БАКТЕРИАЛЬНЫХ КУЛЬТУР Rhodococcus Gordonia Dietzia Nocardia Micrococcus Kocuria Dermacoccus Tsukamurella REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF 11 ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF 12 ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS 13 Получение белка, аминокислот, иммуномодуляторов, ферментов, биополимеров, биосурфактантов Нефтегазопоисковые работы (биоиндикаторы залежей нефти и газа) Биодеструкция органических загрязнителей: углеводородов, растворителей, ПАВ, нефти и нефтепродуктов REGIONAL SPECIALIZED COLLECTION OF Биоремедиация нефтезагрязненной воды и почвы ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS Биомониторинг углеводородного загрязнения биосферы 14 Интенсификация вторичной добычи нефти ДЕТЕКЦИЯ И КОЛИЧЕСТВЕННОЕ ОПРЕДЕЛЕНИЕ ВИДОВОГО СОСТАВА RHODOCOCCUS В ПРИРОДНЫХ ОБРАЗЦАХ МЕТОДОМ НЕПРЯМОЙ ИММУНОФЛУОРЕСЦЕНЦИИ, клеток/мл(г) Антисыворотка к штамму: Характеристика и география образца R.erythropolis ИЭГМ АС 7т R.ruber ИЭГМ АС 70т R.rhodochrous ИЭГМ АС 62т R.”longus” ИЭГМ АС 27 R.opacus ИЭГМ АС 56 2,28103 6,82106 8,53103 3,10103 Песчаная порода с глубины 6,0 м, Гомельская обл. 5,69104 1,10103 Снег, контурная зона нефтяного месторождения, Пермская обл. 1,62103 Донные отложения, оз. Байкал, Иркутская обл. 2,50103 Озерная вода, Таймыр, Красноярский край 6,42104 Вода, контурная зона нефтяного месторождения, Пермская обл. Почва, загрязненная нефтью, р-н нефтепромысла, Пермская обл. 15 Нефтезагрязненный почвогрунт < 5 вес. % Анализ содержания нефтепродуктов 5-30 вес. % Твердо-жидкофазный биореактор < 5 вес. % Анализ содержания нефтепродуктов > 5 вес. % Аэрируемые почвенные площадки Последовательность операций Периодичность операций Контроль параметров 1. Внесение органического разрыхлителя Разовая Физико-химический и микробиологический анализ; фитотоксичность 2. Внесение биопрепарата Еженедельная То же 3. Рыхление и увлажнение Еженедельная То же 4. Фиторемедиация Разовая То же Очищенный почвогрунт Использование очищенного грунта на основании результата приемки Сельскохозяйственное Лесохозяйственное Техническое Технологическая схема биоремедиации (Патент РФ № 2193464) 16 Технологическая схема биоремедиации (Патенты РФ № 2193464; 2180276) Постановление от 10 марта 2009 г. № 221 «О присуждении премий Правительства Российской Федерации 2008 года в области науки и техники» РАЗРАБОТКА И ВНЕДРЕНИЕ КОМПЛЕКСА БИОТЕХНОЛОГИЙ И СИСТЕМ ВОССТАНОВЛЕНИЯ И ЗАГРЯЗНЕННЫХ УГЛЕВОДОРОДАМИ ТУНДРОВЫХ И СЕВЕРО-ТАЕЖНЫХ БИОГЕОЦЕНОЗОВ Выдвигающая организация Институт экологии и генетики микроорганизмов Уральского отделения Российской академии наук 17 Ликвидация последствий Усинской катастрофы в Республике Коми самого крупного в мире аварийного разлива сырой нефти Фрагмент загрязненного участка ДО 18 ПОСЛЕ восстановительных работ В ходе ликвидации аварии разработаны и внедрены высокоэффективные технологии экологической реабилитации северных территорий с применением методов биоремедиации 19 Коллекция - научно-образовательный центр Уровень 4 Предприятия и учреждения региона Уровень 1 Городской биологический лицей (10-11 кл.) Уровень 3 Аспирантура ПГУ и ИЭГМ УрО РАН Уровень 2 Кафедра микробиологии и иммунологии ПГУ 20 Rhodococcus ruber 1 (Kruse 1896) Goodfellow and Alderson 1977 IEGM3 3334 I.B. Ivshina, IEGM, ОEGM 27-П5. Isolated from: underground water6, oilfield outline zone, Perm region, Russia7. Taxonony/description [1, 3, 5, 10]9. Properties: uses propane, n-butane, liquid n-alkanes (C5 - C16) and alyphatic alcohols (ethanol, n-propanol, n-butanol) as sole carbon source [10] 9; resistant to lincomycin, oxacillin, erythromycin and nalidixic acid when growing on propane [6] 9; accumulates polyphosphate granules when growing on propane [2, 7] 9; synthesizes functional antigens when growing on propane [9]9. (Medium 5 or 8, 15; 28o C; L-3, C-4)8. REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF http://www.ecology.psu.ru/iegmcol/strains/rhodoc/ruber/r_ruber333.html 21 ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS Every established Collection requires a Catalogue REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF 22 ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS ОРГАНИЗАЦИИ / ПОЛЬЗОВАТЕЛИ Отечественные 23 Зарубежные Ин-т катализа, Ин-т органической химии СО РАН, Новосибирск Ин-т микробиологии НАН, Минск, Ин-т по изысканию новых антибиотиков РАН, Москва Ин-т микробиологии и вирусологии АН, Киев, Украина Ин-т технической химии, Ин-т экологии и генетики микроорганизмов УрО РАН, Пермь Напиер университет, Отделение биотехнологии защиты окружающей среды, Эдинбург, Великобритания Государственный университет, Ижевск, Пермь, Санкт-Петербург, Ярославль Эдинбургский университет, Центр ремедиации земель, Великобритания Государственная сельскохозяйственная академия, Ижевск, Пермь Варвикский университет, Ковентри, Великобритания Государственная медицинская академия, Оренбург, Пермь Ин-т микробиологии, Аахен, Германия Государственный педагогический университет, Пермь Национальный центр биотехнологии, Бразилия ЗАО НПС «Элита-Комплекс», Центр биологических технологий, Екатеринбург Национальный коллекции промышленных и морских микроорганизмов, Абердин, Великобритания Белоруссия REGIONAL SPECIALISED COLLECTION OF ALKANOTROPHIC MICROORGANISMS Вывоз коллекционных штаммов за границу по заявкам пользователей Таможенный контроль и оформление вывоза штамма Заключение Комиссии по экспортному контролю, Москва 8 официальных документов из ИЭГМ УрО РАН Объявленная стоимость природного изолята: 1800 руб Фитосанитарный контроль 3 официальных документа из ИЭГМ УрО РАН Ветеринарный контроль 2 официальных документа из ИЭГМ УрО РАН Разрешение Пермской таможни на выпуск штамма 10 официальных документов из ИЭГМ УрО РАН Почтовое отправление, Пермь 24 4 официальных документа из ИЭГМ УрО РАН Реальные денежные затраты: 21035 руб Число подготовленных документов: 27 Временные затраты 2 месяца Наша команда 25 Отбор природных образцов, выделение и сбор штаммов Идентификация (с использованием современных методов бактериальной таксономии) Исследование Оценка биотехнологического потенциала Сохранение (усовершенствование известных и разработка новых Компьютеризованные базы данных культивированию, идентификации, методам хранения Обучающие курсы по выделению, ПОСЛЕДОВАТЕЛЬНОСТЬ ОСНОВНЫХ НАПРАВЛЕНИЙ РАБОТЫ ПО ИЗУЧЕНИЮ И СОХРАНЕНИЮ МИКРОБНОГО ГЕНОФОНДА методов хранения) Сотрудничество с другими коллекциями, обмен культурами 26 Обеспечение непрерывности в передаче штаммов и полезной информации о них Программы по сохранению ALKANOTROPHIC микробного MICROORGANISMS разнообразия Проблемы биологических ресурсных центров • Адекватное комплектование штата. • Адекватное обеспечение рабочими помещениями и оборудованием. • Информационный обмен и передача знаний посредством разработки баз данных. • Пути ускорения процесса обмена культурами через гармонизацию правил выдачи культур. • Финансовое «здоровье» и финансовая стабильность (государственная и частная помощь; доходы, получаемые коллекций; исследовательские контракты). 27 ПРЕДЛОЖЕНИЯ по развитию государственной поддержки микробных коллекций •Разработка системы оценок и идентификация коллекций. • Формирование национальных центров микробных генетических ресурсов с целевым долгосрочным финансированием. •Принятие закона о микробных генетических ресурсах. • Формирование национального коллекционного микробных ресурсов для биотехнологии. фонда •Совершенствование правовой базы в разделах: доступ к микробных генетическим ресурсам, защита прав интеллектуальной собственности, справедливое распределение прибылей от использования ресурсов в ходе биотехнологических разработок. 28 Никому не нужен… Соединить воедино микро- и макроорганизм R.ruber-007 В коллекции алканотрофов 29 Где я найду этот микроб ?